(50)-第6章免疫應(yīng)答免疫學(xué)基礎(chǔ)與病原生物學(xué)

湖南中醫(yī)藥大學(xué)講稿課程名稱：免疫學(xué)基礎(chǔ)與病原生物學(xué)PAGEPAGE8年月日第六章免疫應(yīng)答適應(yīng)性免疫應(yīng)答（adaptiveimmuneresponse）是機(jī)體受抗原刺激后，抗原特異性淋巴細(xì)胞識(shí)別抗原，發(fā)生活化、增殖、分化，進(jìn)而表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)的全過程。根據(jù)參與免疫應(yīng)答的細(xì)胞種類和介導(dǎo)免疫效應(yīng)組分的不同，適應(yīng)性免疫應(yīng)答可分為T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答和B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答。免疫應(yīng)答通常發(fā)生于外周免疫器官，其過程分為三個(gè)階段：①抗原識(shí)別階段：T/B細(xì)胞特異性識(shí)別抗原（T細(xì)胞識(shí)別的抗原需經(jīng)APC加工和提呈）。②淋巴細(xì)胞活化和增殖分化階段：T/B細(xì)胞活化、增殖、分化，產(chǎn)生效應(yīng)細(xì)胞、效應(yīng)分子和記憶性T/B細(xì)胞。③效應(yīng)階段：免疫效應(yīng)細(xì)胞和效應(yīng)分子發(fā)揮作用。一、T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答第五章講過，未與特異性抗原接觸的成熟T細(xì)胞叫做初始T細(xì)胞,進(jìn)入外周淋巴器官的初始T細(xì)胞，若識(shí)別了APC所提呈的特異性抗原，則產(chǎn)生應(yīng)答；反之則在血液和外周淋巴組織間進(jìn)行再循環(huán)。（一）T細(xì)胞對(duì)抗原的識(shí)別1．APC對(duì)抗原的加工、處理和提呈（1）外源性抗原：如病原體及其產(chǎn)物等，被APC攝取后，經(jīng)溶酶體途徑被加工處理為抗原肽-MHCⅡ類分子復(fù)合物，表達(dá)于APC細(xì)胞膜表面，供CD4+T細(xì)胞的TCR識(shí)別。（2）內(nèi)源性抗原：如腫瘤和病毒感染細(xì)胞內(nèi)合成的抗原等。經(jīng)胞質(zhì)溶膠途徑被加工處理為抗原肽-MHCⅠ類分子復(fù)合物，表達(dá)于細(xì)胞膜表面供CD8+T細(xì)胞的TCR識(shí)別。2．T細(xì)胞與APC間的相互作用進(jìn)入淋巴結(jié)深皮質(zhì)區(qū)的初始T細(xì)胞與集中在此處的APC接觸時(shí)，首先通過表面的黏附分子（LFA-1/ICAM-1、CD2/LFA-3等）發(fā)生短暫、可逆性的非特異性結(jié)合，利于TCR從APC表面的抗原肽-MHC復(fù)合物(p-MHC)中篩選特異性抗原肽。○識(shí)別了特異性抗原肽-MHC復(fù)合物的T細(xì)胞與APC發(fā)生特異性結(jié)合，TCR-CD3復(fù)合體向細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入的信號(hào)可通過誘導(dǎo)黏附分子變構(gòu)進(jìn)一步增強(qiáng)黏附分子間親和力，并通過細(xì)胞骨架運(yùn)動(dòng)促使膜分子重新分布，在APC與T細(xì)胞間形成免疫突觸?！餞CR-p-MHC、共受體、共刺激分子位于突觸中心，外周環(huán)形分布黏附分子（如LFA-1/ICAM-1等）。此結(jié)構(gòu)有助于增強(qiáng)TCR與p-MHC相互作用的親和力，從而啟動(dòng)T細(xì)胞的抗原識(shí)別和活化?！餞細(xì)胞的TCR識(shí)別APC提呈的抗原肽時(shí)，必須同時(shí)識(shí)別與抗原肽形成復(fù)合物的MHC分子，此即T細(xì)胞的雙識(shí)別，稱為MHC限制性。（二）T細(xì)胞的活化、增殖和分化1．T細(xì)胞活化T細(xì)胞完全活化有賴于雙信號(hào)和細(xì)胞因子。（1）CD4+T細(xì)胞的活化1）第一信號(hào)：CD4+T細(xì)胞的TCR特異性識(shí)別APC提呈的p-MHC，由此產(chǎn)生活化的第一信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)CD3轉(zhuǎn)導(dǎo)入胞內(nèi)，共受體CD4分子與MHCⅡ類分子結(jié)合，參與第一信號(hào)的啟動(dòng)和轉(zhuǎn)導(dǎo)。2）第二信號(hào)：APC和T細(xì)胞表面多對(duì)黏附分子，即共刺激分子的結(jié)合，如B7/CD28、ICAM-1/LFA-1、LFA-3/CD2等，共同為T細(xì)胞活化提供第二信號(hào)。◎T細(xì)胞的CD28與APC表達(dá)的B7是最重要的一對(duì)共刺激分子，其主要作用是增強(qiáng)T細(xì)胞的IL-2基因轉(zhuǎn)錄和穩(wěn)定IL-2mRNA。◎T細(xì)胞識(shí)別抗原后，如果沒有共刺激分子提供第二信號(hào)，則呈無(wú)能狀態(tài)（anergy）或者凋亡?！虺鲜鲭p信號(hào)外，T細(xì)胞充分活化還有賴于多種細(xì)胞因子參與?；罨腡細(xì)胞和APC分泌IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IL-12和IFN-γ等多種細(xì)胞因子，在T細(xì)胞活化中發(fā)揮重要作用。 （2）CD8+T細(xì)胞的活化：初始CD8+T細(xì)胞的激活主要有兩種方式：①CD4+Th細(xì)胞非依賴性：當(dāng)提呈內(nèi)源性抗原的靶細(xì)胞本身就是專職性APC時(shí)（如病毒感染的DC等），其表達(dá)的共刺激分子，可直接提供第二信號(hào)，使初始CD8+T細(xì)胞活化。②CD4+Th細(xì)胞依賴性：當(dāng)靶細(xì)胞不表達(dá)或低表達(dá)B7等共刺激分子時(shí)，則需CD4+Th細(xì)胞的輔助。活化CD4+Th細(xì)胞分泌的IFN-γ可誘導(dǎo)靶細(xì)胞表達(dá)B7等共刺激分子；也可通過分泌的IL-2直接使CD8+T細(xì)胞活化、增殖和分化。2．T細(xì)胞的增殖和分化T細(xì)胞活化后迅速進(jìn)入分裂周期，在數(shù)天內(nèi)T細(xì)胞克隆擴(kuò)增1000倍以上?！騎細(xì)胞增殖過程有多種細(xì)胞因子參與，其中最重要的是IL-2。激活的T細(xì)胞可表達(dá)大量高親和力IL-2R并分泌IL-2，經(jīng)自分泌及旁分泌作用，誘導(dǎo)T細(xì)胞增殖和分化?！騎細(xì)胞大量增殖后分化為效應(yīng)T細(xì)胞，部分分化為記憶性T細(xì)胞。（1）CD4+T細(xì)胞：經(jīng)歷短暫的Th0階段后，在周圍環(huán)境細(xì)胞因子調(diào)控下，可分化為Th1、Th2、Th17、Treg等不同亞群。（2）CD8+T細(xì)胞：則多數(shù)分化為具有細(xì)胞毒作用的CTL。記憶T細(xì)胞壽命長(zhǎng)，可在體內(nèi)長(zhǎng)期存在。當(dāng)再次遇到相同抗原時(shí)，記憶性T細(xì)胞迅速激活，產(chǎn)生更為強(qiáng)烈、有效的再次應(yīng)答。記憶細(xì)胞是預(yù)防接種及機(jī)體抵抗病原微生物再感染的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。（三）T細(xì)胞應(yīng)答的效應(yīng)及其機(jī)制T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫效應(yīng)有兩種基本形式：一種是CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的效應(yīng)，另一種是CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的效應(yīng)。1．CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的效應(yīng)效應(yīng)CD4+Th細(xì)胞通過分泌的多種細(xì)胞因子發(fā)揮免疫效應(yīng)。（1）Th1細(xì)胞的效應(yīng)：Th1細(xì)胞可分泌IFN-γ、IL-2、IL-3、TNF-β、GM-CSF等細(xì)胞因子，發(fā)揮多種免疫作用。①誘生并募集巨噬細(xì)胞：IL-3和GM-CSF可促進(jìn)骨髓造血干細(xì)胞分化為巨噬細(xì)胞，TNF-α/β、MCP-1能募集巨噬細(xì)胞至感染病灶發(fā)揮作用；②激活巨噬細(xì)胞：IFN-γ能使感染了胞內(nèi)病原體（如分枝桿菌、原蟲、真菌）的巨噬細(xì)胞活化，增強(qiáng)其殺傷病原體和抗原提呈能力；③放大細(xì)胞免疫效應(yīng)：IL-2等細(xì)胞因子能促進(jìn)Th1細(xì)胞、CTL等增值，從而放大其免疫效應(yīng)。此外，TNF-β還可活化中性粒細(xì)胞，促進(jìn)其殺傷病原體。（2）Th2細(xì)胞的效應(yīng)①通過分泌IL-4等細(xì)胞因子輔助B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答；②分泌的細(xì)胞因子可激活肥大細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞，參與超敏反應(yīng)的發(fā)生和抗寄生蟲感染。2．CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的效應(yīng)CTL對(duì)靶細(xì)胞的殺傷作用具有抗原特異性，一個(gè)CTL可循環(huán)往復(fù)、連續(xù)、高效地殺傷靶細(xì)胞。該殺傷過程包括：（1）效-靶細(xì)胞結(jié)合：CTL的TCR特異性識(shí)別靶細(xì)胞表面的抗原肽-MHCⅠ類分子復(fù)合物，并在黏附分子對(duì)的高親和力結(jié)合下，效-靶細(xì)胞緊密接觸。（2）CTL極化：CTL-靶細(xì)胞間形成免疫突觸，CTL內(nèi)骨架系統(tǒng)（如肌動(dòng)蛋白、微管）及胞漿顆粒均朝向與靶細(xì)胞結(jié)合部位分布，以保證CTL釋放的非特異性效應(yīng)分子定向作用于靶細(xì)胞。（3）致死性攻擊：CTL主要通過以下途徑導(dǎo)致靶細(xì)胞裂解和凋亡：①穿孔素/顆粒酶途徑：CTL釋放胞質(zhì)顆粒，其中穿孔素（perforin）可插入靶細(xì)胞膜中，聚合形成穿膜孔道，導(dǎo)致靶細(xì)胞在數(shù)分鐘內(nèi)裂解死亡。顆粒酶（granzyme）是一類絲氨酸蛋白酶，其經(jīng)穿孔素在靶細(xì)胞膜上形成的孔道進(jìn)入靶細(xì)胞，通過激活凋亡相關(guān)的酶系統(tǒng)誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡。②死亡受體途徑：CTL活化后高表達(dá)FasL，并分泌TNF-α、TNF-β，它們分別與靶細(xì)胞表面相應(yīng)的死亡受體（Fas、TNFR）結(jié)合，轉(zhuǎn)導(dǎo)一系列死亡信號(hào)，引起caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致靶細(xì)胞凋亡。

CTL殺死靶細(xì)胞后即與其分離，并再次殺傷表達(dá)相同抗原的靶細(xì)胞。

當(dāng)抗原被效應(yīng)細(xì)胞清除后，活化的T細(xì)胞發(fā)生凋亡使免疫應(yīng)答水平得以有效控制，使其恢復(fù)到靜息狀態(tài)。（四）細(xì)胞免疫應(yīng)答的生物學(xué)意義①抗感染：主要針對(duì)細(xì)胞內(nèi)寄生的病原體，如病毒、某些胞內(nèi)細(xì)菌、真菌及寄生蟲等；②抗腫瘤：CTL特異性殺傷瘤細(xì)胞，MΦ及NK細(xì)胞活化發(fā)揮殺瘤效應(yīng)，產(chǎn)生的細(xì)胞因子直接或間接殺瘤等；③免疫損傷作用：遲發(fā)型超敏反應(yīng)、移植排斥反應(yīng)、某些自身免疫病等的發(fā)生和發(fā)展，均主要由細(xì)胞免疫應(yīng)答介導(dǎo)。二、B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答外周淋巴組織中的初始B細(xì)胞識(shí)別抗原后，進(jìn)一步活化、增殖、分化為漿細(xì)胞，并由其分泌的抗體發(fā)揮特異性免疫效應(yīng)?？贵w主要存在于體液中，故將此類應(yīng)答稱為體液免疫應(yīng)答。B細(xì)胞對(duì)TD抗原和TI抗原的應(yīng)答機(jī)制、應(yīng)答過程及其產(chǎn)生抗體的性質(zhì)等均不相同。（一）B細(xì)胞對(duì)TI抗原的應(yīng)答TI抗原能直接使初始B細(xì)胞活化并產(chǎn)生抗體。根據(jù)TI抗原結(jié)構(gòu)和激活B細(xì)胞方式的不同，可將其分為TI-1和TI-2兩種抗原。

B細(xì)胞對(duì)TI抗原的應(yīng)答不需Th細(xì)胞輔助，故不能誘導(dǎo)抗體類型轉(zhuǎn)換、抗體親和力成熟及記憶性B細(xì)胞形成，所以產(chǎn)生的抗體主要為低親和力IgM，也不能引起再次應(yīng)答。

但因其應(yīng)答發(fā)生迅速，使機(jī)體在感染初期，即依賴T細(xì)胞的免疫應(yīng)答發(fā)生之前就能產(chǎn)生特異性抗體，發(fā)揮抗感染作用。（二）B細(xì)胞對(duì)TD抗原的應(yīng)答1．B細(xì)胞對(duì)TD抗原的識(shí)別BCR能直接識(shí)別天然抗原表面的抗原決定簇，而無(wú)需APC對(duì)其加工和提呈。B細(xì)胞特異性識(shí)別抗原，通過內(nèi)化作用將抗原攝入并形成抗原肽-MHCⅡ類分子復(fù)合物，向抗原特異性Th細(xì)胞提呈，由此獲得Th細(xì)胞的輔助。2．B細(xì)胞的活化、增殖和分化（1）B細(xì)胞的活化：B細(xì)胞活化同樣需要雙信號(hào)，其充分活化和增殖也需要細(xì)胞因子參與。①B細(xì)胞活化的第一信號(hào)：由BCR結(jié)合特異性抗原表位產(chǎn)生，并由Igα/Igβ傳入B細(xì)胞內(nèi)。BCR共受體復(fù)合物（CD21-CD19-CD81）使B細(xì)胞對(duì)抗原刺激的敏感性明顯增強(qiáng)。②B細(xì)胞活化的第二信號(hào)：由Th細(xì)胞提供。初始Th細(xì)胞特異性識(shí)別DC提呈的抗原肽-MHCⅡ類分子復(fù)合物而被激活，并增殖和分化為效應(yīng)Th細(xì)胞。效應(yīng)Th細(xì)胞識(shí)別并結(jié)合B細(xì)胞提呈的抗原肽-MHCⅡ類分子復(fù)合物后，表達(dá)的CD40L與B細(xì)胞表面的CD40結(jié)合，產(chǎn)生最強(qiáng)的共刺激信號(hào)（第二信號(hào)）。③細(xì)胞因子的作用：除上述雙信號(hào)外，此階段還必須有Th細(xì)胞提供的IL-1、IL-4等多種細(xì)胞因子參與，B細(xì)胞才能活化。（2）B細(xì)胞的增殖與分化：活化的B細(xì)胞可表達(dá)多種細(xì)胞因子受體，在Th細(xì)胞分泌的相應(yīng)細(xì)胞因子的作用下增殖分化。其中：IL-2、IL-4和IL-5可促進(jìn)B細(xì)胞增殖；IL-4、IL-5、IL-6等可促進(jìn)B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞。最終分化為分泌各類高親和力抗體的漿細(xì)胞及長(zhǎng)壽命的記憶性B細(xì)胞（memoryBcell，Bm）。漿細(xì)胞遷移至骨髓，可高效率、長(zhǎng)時(shí)間、持續(xù)性分泌高親和力抗體；Bm多數(shù)進(jìn)入淋巴細(xì)胞再循環(huán)，介導(dǎo)再次體液免疫應(yīng)答。3．體液免疫應(yīng)答的效應(yīng)抗體是體液免疫應(yīng)答的效應(yīng)分子，抗體識(shí)別結(jié)合抗原后，通過下列作用清除抗原。（1）中和作用（2）激活補(bǔ)體（3）調(diào)理作用（4）阻抑黏附（5）ADCC作用三、體液免疫應(yīng)答抗體產(chǎn)生的一般規(guī)律某一TD抗原初次刺激機(jī)體發(fā)生的免疫應(yīng)答稱初次免疫應(yīng)答（primaryimmuneresponse）；經(jīng)初次應(yīng)答后，當(dāng)同一抗原再次刺激機(jī)體發(fā)生的免疫應(yīng)答稱為再次免疫應(yīng)答（secondaryimmuneresponse）。由于初次應(yīng)答后記憶性B細(xì)胞和T細(xì)胞存在于體內(nèi)，當(dāng)相同抗原再次進(jìn)入，記憶性淋巴細(xì)胞可產(chǎn)生迅速、高效的特異性應(yīng)答。因而初次應(yīng)答和再次應(yīng)答時(shí)，抗體的產(chǎn)生各有不同的規(guī)律。1．初次免疫應(yīng)答抗體產(chǎn)生過程可分為四個(gè)期，各期長(zhǎng)短與抗原的性質(zhì)、劑量、進(jìn)入途徑及機(jī)體狀態(tài)等有關(guān)。①潛伏期（lagphase）刪：從抗原進(jìn)入機(jī)體始至血清中出現(xiàn)特異性抗體止，約1～2周；刪②對(duì)數(shù)期（logphase）刪：抗體滴度呈指數(shù)增長(zhǎng)；刪③平臺(tái)期（plateauphase）：刪抗體滴度相對(duì)穩(wěn)定；刪④下降期（declinephase）：刪體內(nèi)抗體被降解或與抗原結(jié)合而被清除，抗體水平逐漸下降。刪初次應(yīng)答產(chǎn)生的抗體主要是